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第二章 匀变速直线运动的研究第４节 自由落体运动【知识清单】一、自由落体运动１.物体自由下落时，亚里士多德认为 ，伽利略认为，轻的物体与重的物体应该 。
２.现实生活中人们确实是轻重不同的物体下落的快慢不同，其原因是 。
３.物体 作用下从 开始下落的运动叫做自由落体运动。
当 时物体的下落可近似看作是自由落体运动。
二、研究自由落体运动的规律１.利用打点计时器研究自由落体规律时，安装调整计时器时两限位孔应 。
２.利用不同重物实验，测出重物下落的加速度是 （“相同”或“不同”）的，这说明自由落体运动的加速度 。
三、自由落体加速度１. ，一切物体自由落体的加速度都相同，叫做自由落体加速度，也叫做 。
２.重力加速度是矢量，其方向 。
在地球表面不同地方，重力加速度的大小一般是不同的，从教材表中数据可以看出，在 附近最小、在 的地方重力加速度越大。
四、自由落体运动的性质与规律１.自由落体运动是初速度为０的 运动。
２.在自由落体运动中，物体下落的高度与时间的关系式为 ,速度与时间的关系式为 ，速度与下落高度的关系式为 。
【答案】一、１.重的物体下落的快 下落的同样快 ２.空气阻力的影响 ３.只在重力 静止 空气阻力很小可以忽略 二、１.处于同一竖直线上 ２.与物体的质量无关 三、１.在同一地点 重力加速度 ２.竖直向下 赤道 纬度越高 四、１.匀加速直线 ２.221gt x =gt v = gx v 22= 【考点题组】【题组一】关于自由落体运动１.下面关于自由落体运动的说法中正确的是( )A ．初速度为零的运动就是自由落体运动B ．加速度为g 的运动就是自由落体运动C ．速度与时间成正比的运动就是自由落体运动D ．自由落体运动是物体从静止开始只在重力作用下的运动，是初速度为零，加速度为g 的匀加速直线运动【答案】D【解析】初速度为零的运动不一定是自由落体运动，如水平面上物体从静止开始的匀加速直线运动，故A 项错误。
![人教版高一物理必修1 2.5自由落体运动(共19张PPT)[优秀课件资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/b84114ac5ef7ba0d4b733b13.png)
物体自由落体的运动规律自由落体是指物体在无任何外力干扰下，仅受地球重力作用进行垂直下落的运动。
物体自由落体的运动规律是由牛顿提出的著名万有引力定律推导得出的。
在深入探讨物体自由落体运动规律之前，我们先来看一下牛顿的第二定律，即力等于质量乘以加速度（F=ma）。
这个定律告诉我们，当物体受到一个恒定的力时，它的加速度是与物体的质量成反比的。
而在自由落体运动中，物体仅受地球的重力作用，重力加速度是一个恒定值，约为9.8米每秒的平方（m/s²）。
据此，我们可以推导出自由落体运动的一些规律。
首先，不考虑空气阻力的情况下，所有物体在同一高度下自由落体的过程中，它们的加速度都是相等的。
这意味着无论是一个小球、一张纸片，还是一个重物，在被释放后都会以同样的速度加速下落。
其次，自由落体的运动是一个匀加速运动，也就是加速度保持恒定。
根据牛顿第二定律，我们可以将重力与物体质量相乘，得到物体在自由落体过程中所受的力。
由于重力与质量呈正比关系，同一高度下不同质量的物体受到的力是不同的。
然而，由于质量与重力加速度的反比关系，不同质量的物体在受到不同力的作用下，加速度始终相等。
这也就解释了为什么在自由落体的实验中，一个重物和一个轻物同时从同一高度释放，它们会在同一时间达到地面。
虽然它们受到的力不同，但由于重力产生的加速度相同，所以速度的增加速率也相同。
因此，在相同时间间隔内，它们下落的距离是一样的。
另外，根据牛顿第一定律，物体在没有外力作用的情况下将保持其运动状态，即静止物体会继续保持静止状态，运动物体会保持匀速直线运动。
所以，在自由落体运动中，如果考虑空气阻力的影响，那么物体将会以逐渐减速的方式下落。
这是因为空气阻力与速度成正比，而速度增加的速率逐渐降低，最终达到一个平衡状态，物体的速度将不再继续增加。
综上，物体自由落体的运动规律可以总结为以下几点：加速度恒定且与物体质量无关、不同质量的物体在同一高度下以相同的加速度下落、自由落体运动是匀加速运动。
第八讲自由落体运动[提出问题]古代的学者们以为，物体下落的快慢是由它们的重量大小决定的，物体越重，下落得越快。
生活在公元前4世纪的希腊哲学家亚里士多德最早阐述了这种看法。
亚里士多得的论断影响深远，在其后两千多年的时间里，人们一直信奉他的学说。
但是这种从表面上的观察得出的结论实际上是错误的。
伟大的物理学家伽利略用简单明了的科学推理，巧妙地揭示了亚里士多德的理论内部包含的矛盾。
伽利略曾在著名的比萨斜塔做了著名的自由落体试验，让两个体积相同，质量不同的球从塔顶同时下落，结果两球同时落地，以实践驳倒了亚里士多德的结论。
伽利略由此推断重物体不会比轻物体下落得快。
提出假说，伽利略以为，自由落体是一种最简单的变速运动。
他设想，最简单的变速运动的速度应当是均匀变化的。
但是，速度的变化如何才算均匀呢？他考虑了两种大概：一种是速度的变化对时间来讲是均匀的，即经过相等的时间，速度的变化相等;另一种是速度的变化对位移来讲是均匀的，即经过相等的位移，速度的变化相等。
伽利略假设第一种方式最简单，并把这种运动叫做匀变速运动。
伽利略进一步通过实验研究了自由落体运动的规律。
他首先面临的困难是概念上的，因为那时人们连速度的明确定义都没有。
因此，对伽利略来说，必须首先建立描述运动所需的概念。
此前我们所学的概念，诸如平均速度、瞬时速度以及加速度等，就是伽利略首先建立起来的。
伽利略相信，自然界的规律是简洁明了的。
他从这个信念出发，猜想落体也一定是一种最简单的变速运动，而最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的。
但是，速度的变化怎样才算“均匀”呢？他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即v与t成正比，例如，每过1s，速度的变化量都是2m/s；另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即v与x成正比，例如，每下落1m，速度的变化量都是2m/s。
后来发现，如果v与x成正比，将会推导出十分复杂的结论。
所以，伽利略开始以实验来检验v与t 成正比的猜想是否是真实的。
![高中物理人教版必修1 2.5自由落体运动(共18张PPT)[优秀课件资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/0095cc8f76c66137ee0619e3.png)
自由落体运动当我们站在高楼的顶端，对着下面的街景，我们或许会不自觉地想起牛顿神话中的自由落体运动。
自由落体运动指的是在地球引力下，任何物体竖直向下自由落下的运动。
这种运动的规律不仅被牛顿发现，也是万物重力运动的基础。
自由落体运动，顾名思义，物体只受到重力的作用。
拿一颗苹果落下为例，苹果在自由落体运动过程中只有一个速度，那就是加速度，而加速度的大小只跟物体的质量和自由落体加速度有关系。
自由落体加速度是一个常数，差不多是9.8米每秒的平方。
这也意味着，苹果每秒都会加速9.8米。
如果从100米高的大楼上面掉下来，那么苹果的速度在第四秒达到38.2米每秒，五秒时则会达到49米每秒，最后从20米每秒的速度变成0，坠落到地面上。
当然，不是所有的物体都能像苹果那样真实地进行自由落体运动。
在真实世界中，空气的阻力会影响物体的运动。
如果我们掉落一张平面纸和一张折叠成一个小球形的纸，前者会纵身而下，落得比较慢，并且在下落的过程中随风飘舞，后者则会加速落下，并且没有过多的弯曲。
这是因为折纸球有一个有利的重心状态，比平面纸承受更多的空气阻力，且粘附在一起的所有分子互相拉扯并增大阻力。
而对于真实的物体，更多的还是由于空气的阻力。
（当然，气体中密度的大小也是一个因素）由此可见，能够进行自由落体运动的物体，很大程度上由其特性本身，结构形状和组成物质决定。
自由落体运动的规律比较简单，但是在真实现代工业生产中，随着材料科学和化学技术的发展，生产物品的同时完全比实际物理规律更加那有趣而丰富的因素。
